“生物質(zhì)燃料是未來最寶貴的零碳燃料,要大幅度提高生物質(zhì)燃料化利用比例,使秸稈和糧食一樣得到珍惜”。近日,在黑龍江海倫市舉辦的全國低零碳鄉(xiāng)村培育現(xiàn)場交流活動暨零碳村鎮(zhèn)促進(jìn)項(xiàng)目技術(shù)培訓(xùn)班上,中國工程院院士江億說。多位與會專家也表示,農(nóng)村地區(qū)生物質(zhì)資源豐富,是可就地開發(fā)利用的清潔可再生能源,是推動農(nóng)村能源革命、建設(shè)零碳村鎮(zhèn)的重要實(shí)施路徑。
全國低零碳鄉(xiāng)村培育現(xiàn)場交流活動暨零碳村鎮(zhèn)促進(jìn)項(xiàng)目技術(shù)培訓(xùn)班
“秸”盡所能 變廢為寶
讓屋更暖天更藍(lán)
走進(jìn)海倫市海北鎮(zhèn)君佳新能源供熱有限公司院內(nèi),成捆的秸稈大包整齊碼放,工人有條不紊地駕駛叉車將秸稈大包投放在上料機(jī)上,一捆捆秸稈通過機(jī)械上料有序進(jìn)入爐膛,鍋爐內(nèi)火焰騰騰,“吃”掉廢棄秸稈,釋放清潔熱源。
海北鎮(zhèn)20噸秸稈打捆直燃鍋爐上料系統(tǒng)
“這就是為海北村供熱的秸稈打捆直燃鍋爐,燃料是農(nóng)田里常見的廢棄秸稈,相比傳統(tǒng)燃煤鍋爐可以節(jié)省燃料費(fèi)用50%以上。不僅為我們供熱公司帶來了效益,也讓藍(lán)天更藍(lán),老百姓屋里更暖。”海倫市君佳新能源供熱有限公司總經(jīng)理金明福介紹道。
各省農(nóng)村能源部門觀摩海倫利民20噸秸稈直燃鍋爐供熱現(xiàn)場
據(jù)了解,海北村地處高寒高地區(qū),冬季寒冷漫長,供暖期長達(dá)六個(gè)月,冬季燃煤供暖能耗高污染大。2020年,海北村采用一臺14MW秸稈打捆直燃鍋爐替代了老式燃煤鍋爐。項(xiàng)目實(shí)施后,每年消耗廢棄秸稈約1.48萬噸,為村鎮(zhèn)23.5萬平方米的面積進(jìn)行清潔供暖,惠及全村83%人口。
近年來,在散煤污染治理、煤炭價(jià)格上漲以及秸稈綜合利用趨勢下,秸稈打捆直燃作為新技術(shù)在我國東北地區(qū)逐步進(jìn)入快速發(fā)展階段。據(jù)黑龍江省農(nóng)村能源總站站長張思濤介紹,目前,黑龍江省已安裝秸稈直燃集中供暖鍋爐130臺,輻射農(nóng)戶約11.16萬戶,2023年度秸稈打捆直燃供暖項(xiàng)目的秸稈利用量達(dá)到123.42萬噸。
最大的優(yōu)勢就是省錢
比燃煤節(jié)約成本50%以上
金明福算了一筆賬:“以前我們用熱值為4000~5000大卡的煤炭供暖,每個(gè)供暖季消耗8200多噸,按照煤炭價(jià)格700元/噸計(jì)算,一個(gè)供暖季燃煤費(fèi)用約574萬元,過高的煤價(jià)讓我們差點(diǎn)撐不下去。再三考慮后,我們改用秸稈打捆直燃鍋爐供暖,一個(gè)供暖季消耗秸稈約1.48萬噸,秸稈價(jià)格200元/噸,一個(gè)供暖季秸稈費(fèi)用約296萬元,相比燃煤節(jié)省燃料成本約50%。”
不僅在居民供暖領(lǐng)域,在糧食烘干等領(lǐng)域,秸稈打捆直燃有著更為明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。
“我們用的是一臺日產(chǎn)400噸的糧食烘干塔,以前燒煤每天大約是18噸,按照今年煤價(jià)1150元/噸計(jì)算(6200大卡優(yōu)質(zhì)煤),僅1天的燃料成本就高達(dá)2萬元。如果煤炭價(jià)格不下降,燒煤烘糧只能虧損,只有降低烘干成本才是唯一的出路。秸稈打捆直燃熱風(fēng)爐最大的好處就是可以大幅降低烘干成本,現(xiàn)在我們每天燒秸稈220包左右,每包價(jià)格30元(自己打包),每天的燃料費(fèi)僅6600元,相比燃煤節(jié)省燃料成本67%。”海倫市龍糧中信糧食有限公司總經(jīng)理宋泉介紹說。
秸稈直燃熱風(fēng)爐烘干糧食
“秸稈打捆直燃鍋爐的最大優(yōu)勢就是省錢,與同容量燃煤鍋爐相比,可節(jié)省燃料費(fèi)用50%—60%。”哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授別如山表示。秸稈是一種很好的清潔可再生能源,在滿足用能需求的前提下,不但有效地解決了因煤炭價(jià)格上漲導(dǎo)致用能成本增高的問題,也緩解了田間秸稈處理難、燃煤廢氣排放不達(dá)標(biāo)造成的環(huán)境污染問題,而且秸稈鍋爐運(yùn)行成本最低,可以幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)扭虧為盈。
爐內(nèi)動態(tài)破包+解耦氣化燃燒技術(shù)
打破秸稈直燃鍋爐做不大“魔咒”
秸稈打捆直燃何以具有如此明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢?據(jù)海倫市利民節(jié)能鍋爐制造有限公司董事長萬顯君介紹,“秸稈直燃鍋爐供熱是將秸稈在田間打包后直接送至鍋爐燃燒,由于不需要二次加工和轉(zhuǎn)運(yùn),燃料成本低廉,每噸成本僅需200元左右,而每2噸秸稈的熱值就相當(dāng)于1噸標(biāo)準(zhǔn)煤,因此燃料成本極低”。
此外,不同于傳統(tǒng)的秸稈成捆靜態(tài)燃燒鍋爐,海倫利民公司與哈爾濱工業(yè)大學(xué)聯(lián)合研發(fā)了行業(yè)領(lǐng)先的生物質(zhì)解耦氣化燃燒技術(shù),秸稈通過封閉式成捆上料、爐內(nèi)動態(tài)破包、烘干、解耦氣化再燃,保證了秸稈充分燃燼,鍋爐熱效率高達(dá)85%~88%,解決了傳統(tǒng)秸稈直燃鍋爐熱效率低、污染物排放高、燃料結(jié)焦和煙氣焦油等行業(yè)共性難題,且能有效抑制氮氧化物生成。目前,該項(xiàng)技術(shù)已獲得多項(xiàng)國內(nèi)國際發(fā)明專利。
秸稈直燃鍋爐清潔供熱系統(tǒng)模型
別如山教授指出,海倫利民秸稈直燃鍋爐的爐內(nèi)動態(tài)破包和解耦氣化再燃技術(shù)成熟,特別是爐內(nèi)動態(tài)破包技術(shù)是一項(xiàng)重大的技術(shù)突破,可以保證秸稈在含水率較高的情況下也能充分燃燒。新設(shè)計(jì)鍋爐容量可達(dá)到10~130t/h,打破了此類鍋爐不能做大的“魔咒”,開創(chuàng)了秸稈直燃鍋爐的新時(shí)代。鍋爐不僅更大而且更環(huán)保,秸稈燃燒產(chǎn)生的煙氣在鍋爐尾部煙道中經(jīng)專業(yè)裝置凈化,顆粒物排放可降至30mg/m3以下、SO2可降至50mg/m3以下、NOX可低于200mg/m3,完全符合《鍋爐大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。”
助力“中國零碳村鎮(zhèn)”建設(shè)
秸稈打捆直燃鍋爐清潔供熱正當(dāng)時(shí)
“黑龍江是黑土糧倉,秸稈資源豐富,海倫市在推動秸稈打捆直燃鍋爐集中供暖方面具備很好的基礎(chǔ),培育了很好的產(chǎn)業(yè),為有效促進(jìn)國家自主減排目標(biāo)、推動鄉(xiāng)村生態(tài)振興和“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了‘龍江樣板’。”農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)生態(tài)與資源保護(hù)總站首席專家王全輝表示。
在碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)背景下,生物質(zhì)作為零碳能源成為推動零碳村鎮(zhèn)建設(shè)、農(nóng)村能源革命的重要內(nèi)容之一,也迎來了“最好的時(shí)代”。
事實(shí)上,近年來,隨著散煤治理的推進(jìn)以及“雙碳”目標(biāo)的提出,生物質(zhì)清潔供熱持續(xù)獲得政策支持。例如,《2030年前碳達(dá)峰行動方案》《加快農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型發(fā)展助力鄉(xiāng)村振興的實(shí)施意見》《“十四五”推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化規(guī)劃》《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》《鄉(xiāng)村建設(shè)行動實(shí)施方案》《關(guān)于促進(jìn)新時(shí)代新能源高質(zhì)量發(fā)展的實(shí)施方案》《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》《農(nóng)業(yè)農(nóng)村減排固碳實(shí)施方案 》《空氣質(zhì)量持續(xù)改善行動計(jì)劃》等,均提出推動生物質(zhì)利用相關(guān)內(nèi)容。
秸稈捆包儲料場
但即使是農(nóng)業(yè)大省黑龍江,秸稈燃料化利用仍有極大的提升空間。“黑龍江省是農(nóng)業(yè)大省,也是秸稈資源大省,全省秸稈可收集資源量約為7700多萬噸,目前利用率為95%,其中燃料化利用僅占約12%,秸稈能源化利用潛能巨大。”張思濤表示。下一步,黑龍江將以低零碳鄉(xiāng)村建設(shè)為引領(lǐng),以生物質(zhì)清潔采暖技術(shù)模式為重點(diǎn),采用秸稈打捆直燃集中供暖技術(shù)、生物質(zhì)爐具分戶式采暖技術(shù),實(shí)現(xiàn)區(qū)域冬季清潔供暖,打造農(nóng)村能源革命典型樣板,推進(jìn)農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型,助力鄉(xiāng)村振興。”
“當(dāng)前,秸稈打捆直燃供熱行業(yè)尚處于發(fā)展的初級階段。未來3—5年,隨著更大型秸稈打捆直燃鍋爐的研發(fā)成功,將為我國清潔供熱市場注入更多新的活力。而且生物質(zhì)是零碳能源,未來的碳匯交易也將是一項(xiàng)重要的經(jīng)濟(jì)收入。”別如山預(yù)測說。（海倫）